在原子尺度上探測單電子和核自旋的微弱磁場是物理學中的一個長期挑戰。雖然目前的量子傳感器實現了單電子自旋靈敏度，但現有技術仍然難以實現原子空間分辨率。近日，韓國基礎科學研究院Yujeong Bae、Andreas J. Heinrich、彼得·格林貝格爾研究所Taner Esat通過將鐵原子和PTCDA（3,4,9,10-苝四羧二酸酐）分子附著到掃描隧道顯微鏡金屬尖端的頂點，在尖端制造了一個單分子量子傳感器。
本文要點：
1) 作者通過電子自旋共振來解決分子自旋問題，并實現了~100 neV的能量分辨率。在原理驗證實驗中，作者以亞埃的空間分辨率測量了Ag（111）表面上單個Fe原子和Ag二聚體發出的磁偶極場和電偶極場。
2) 該方法能夠在導電表面上進行電場和磁場的原子尺度量子傳感實驗，并且能夠在自旋標記的生物分子和量子材料中實現自旋紋理的傳感應用。
Taner Esat et.al A quantum sensor for atomic-scale electric and magnetic fields Nature Nanotechnology 2024
DOI: 10.1038/s41565-024-01724-z
https://doi.org/10.1038/s41565-024-01724-z
